隧道工程施工工艺标准分析样本.doc

隧道工程施工工艺 介绍：隧道工程施工工艺关键内容包含：总体方案（施工标准；施工部署；总体方案）；隧道施工测量控制（地表平面控制；洞口联络测量；测量方法及方法；隧道贯通误差调整）；洞口工程等 一、总体方案（一）施工标准采取大型施工机械配套施工，开挖出渣机械配套作业线、早期支护砼机械配套作业线和二次衬砌砼施工作业线相配合一条龙作业。软弱围岩坚持“短进尺、弱（不）爆破、快封闭、强支护、紧衬砌”标准，开挖后仰拱立即跟上封闭成环。施工中进行超前地质预报，采取优异量测探测技术对围岩提前做出判定，确定对应施工方案。（二）施工部署隧道依据施工现场场面情况，采取单向掘进，隧道进口部署一个隧道专业机械化施工队。洞内施工开挖、出渣早期支护和二次衬砌模筑砼平行作业。隧道路面待贯通后从洞口反向施工。依据地形地貌及工期要求，本隧道不设施工支洞。（三）总体方案依据磐南隧道围岩情况、及断面设计，结合本承包人现有技术装备力量和多年隧道施工经验，确定类围岩采取正台阶开挖法施工，类采取全断面开挖法施工。隧道出渣采取侧翻装载机装车，自卸汽车运输。早期支护施作立即可靠，衬砌砼采取机械化作业，二次衬砌采取砼输送车、输送泵和全断面液压衬砌台车相配合方案。施工过程中加强监测，立即处理分析数据，高速支护参数。开挖前做好超前地质预报、探测工作，依据围岩情况采取对应施工方案。二、隧道施工测量控制为确保隧道贯通精度，确定以下测量控制方案：1、地表平面控制（1）为确保洞口投点相对精度，平面控制网依据设计提供控制点和实地地形情况布设精密控制网，并确保洞口周围有二个或二个以上精密控制网点。（2）地表控制网经过数次复测，复测无误后方可引线进洞测量工作。2、洞口联络测量为确保地面控制测量精度很好地传输到洞内，采取以下洞口控制测量方案：（1）在洞口仰坡完成及洞口施工至设计标高后，在洞口埋设二个稳固导线控制点。（2）洞口周围在基础稳定处埋设24个水准点，和地表水准控制网级网观察及平差计算，方便于隧道进洞水准测量。3、测量方法及方法（1）地表平面控制测量选择全站仪施测，建立四等导线控制网，并把隧道中线和横向轴线纳入控制网内以确保放样精度。（2）高程控制按四等网施测，用自动按平水准仪施测，精度至毫米。（3）洞内控制测量和地表控制测量按相同精度建网，施工中线测量使用全站仪。（4）具体关键点：A、项目部测量组负责地表平面控制测量、高程控制测量和洞内引线控制测量，提供正确进洞方位和高程点。施工队对提供测量结果和桩以复核无误后方可使用，并负责中线、高程测量。中线测量在隧道每掘进20米，衬砌每10米时各进行一次，隧道每延伸100时建导线网稞一次。B、测量作业需按测规要求，原始统计齐全，测量资料整齐无误，多种计算工作必需两人独立进行，对照无误后方可进行下一步工作。C、所使用仪器，钢卷尺按要求定时送检。D、测量组需保管好多种测量桩，包桩时注明桩号，以防女士毁坏或用错桩。4、隧道贯通误差调整（1）为确保隧道正确贯通，依据测量规则制订许可误差标准：横向许可误差100mm，高程许可50mm。（2）隧道测量除在测量设计中对贯通误差限差进行设计外，还应在施工测量中认真仔细，加强复核，并常常和出口联测，确保隧道施工贯通精度。（3）当贯通误差较小时，可按原设计资料进行衬砌，并在未衬砌100m地段内调整，消除贯通误差影响，确保衬砌断面圆顺过渡。三、洞口工程隧道洞口各项工程应通盘考虑，妥善安排，立即完成，为隧道洞身施工发明条件。在洞口开挖、隧道进洞之前，因为洞口地质条件相对较差，优异行仰坡加固处理及做好洞顶截水沟，再进行洞口开挖、明洞施工、洞门、挡墙、排水系统等洞门隶属工程施工。在洞内施工前，先修建好洞门及洞口外墚墙，以确保洞口边仰坡稳定。（1）洞口仰坡加固处理洞口边坡处于临时平衡状态，为确保洞口仰坡长久稳定和隧道洞口段施工安全，并满足抗震要求，在隧道施工前，加强排水和植草防护。在距坡顶5米自然坡设天沟一道，平台设截水沟，天沟、截水沟采取浆砌片石，平台用浆砌片石封闭加固。浆砌片石施工人工采取挤浆法进行砌筑。在施工范围左右两侧由人工进行横向刷顺，坡面由人工植草防护。依据现场地形及仰坡平台位置处按设计要求进行防落石护栏施工。（2）洞口开挖隧道施工便道修至洞口周围后，近洞口侧60M范围内及两洞口中间地带，用装载机辅以挖掘机整平压实，修建供风、供水、供电设施，并用作材料存放场地和机械停放场地。隧道洞口地质条件较差，所以施工时确保洞口边仰坡稳定是洞口安全施工基础标准。依据洞口实际情况，先作好防排水，按设计图和实际地形，修筑洞顶截水沟，并和原有排水系统妥善连接，使之形成完整排水系统，预防地表水流入施工场地范围内，保持路基洞口边坡稳定、安全。洞口边、仰坡开挖施工时，按设计图放出中线和开挖边线，清除开挖面上松渣和其它杂物，自上而下采取挖掘机配合人工进行开挖，严禁上下垂直作业，自卸汽车运渣至弃渣场。为确保边坡平顺和稳定，尽是避免超、欠挖和对边坡过大扰动，如需爆破开挖，采取控制爆破，严格控制爆破参数。边仰坡开挖后，按设计要求立即进行防护。隧道工程 隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车动车辆通行建筑物。依据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底经过称为水下隧道；为适应铁路经过大城市需要而在城市地下穿越称为城市隧道。这三类隧道中修建最多是山岭隧道。 隧道勘测、设计、贯通控制测量和施工等工作。 沿革自英国于1826年起在蒸汽机车牵引铁路上开始修建长770米泰勒山单线隧道和长 2474米维多利亚双线隧道以来，英、美、法等国相继修建了大量铁路隧道。19世纪共建成长度超出 5公里铁路隧道11座，有3座超出10公里,其中最长为瑞士圣哥达铁路隧道，长 14998米。1892年通车秘鲁加莱拉铁路隧道，海拔4782米，是现今世界最高标准轨距铁路隧道。在19世纪60年代以前，修建隧道全部用人工凿孔和黑火药爆破方法施工。1861年修建穿越阿尔卑斯山脉仙尼斯峰铁路隧道时，首次应用风动凿岩机替换人工凿孔。1867年修建美国胡萨克铁路隧道时，开始采取硝化甘油炸药替换黑火药，使隧道施工技术及速度得到深入发展。 在20世纪早期，欧洲和北美洲部分国家铁路形成铁路网，建成5公里以上长隧道有 20座，其中最长瑞士和意大利间辛普朗铁路隧道长19.8公里。美国长约12.5公里新喀斯喀特铁路隧道和加拿大长约 8.1公里康诺特铁路隧道全部采取中央导坑法施工。其施工平均年进度分别为4.1和4.5公里，是当初最高施工进度。至1950年，世界铁路隧道最多国家有意大利、日本、法国和美国。日本至20世纪70年代末共建成铁路隧道约3800座，总延长约1850公里,其中5公里以上长隧道达60座，为世界上铁路长隧道最多国家。1974年建成新关门双线隧道，长18675米,为当初世界最长海底铁路隧道。1981年建成大清水双线隧道，长22228米,为世界最长山岭铁路隧道。连接本州和北海道青函海底隧道，长达53850米,为当今世界最长海底铁路隧道。 20世纪60年代以来，隧道机械化施工水平有很大提升。全断面液压凿岩台车和其它大型施工机具相继用于隧道施工。喷锚技术发展和新奥法应用为隧道工程开辟了新路径。掘进机采取根本改变了隧道开挖钻爆方法。盾构结构不停完善，已成为松软、含水地层修建隧道最有效工具。 中国于18871889年在台湾省台北至基隆窄轨铁路上修建狮球岭隧道，是中国第一座铁路隧道,长261米。以后，又在京汉、中东、正太等铁路修建了部分隧道。京张铁路关沟段修建4座隧道,是用中国自己技术力量修建第一批铁路隧道。其中最长八达岭铁路隧道长为1091米，于19建成。中国在1950年以前，仅建成标准轨距铁路隧道238座,总延长89公里。自20世纪50年代以来，隧道修建数量大幅度增加，19501984年期间共建成标准轨距铁路隧道4247座，总延长.5公里，成为世界上铁路隧道最多国家之一。中国家标准准轨距铁路隧道修建数量如表1 中国家标准准轨距铁路隧道修建数量。另外，中国还建有窄轨距铁路隧道191座,总延长23公里。截至1984年,中国共建成5公里以上长隧道10座（表2中国5公里以上铁路隧道），最长者为京原铁路驿马岭铁路隧道，长7032米。现正在施工京广铁路衡韶段大瑶山双线隧道，长14.3公里。中国最高铁路隧道是青藏铁路关角铁路隧道,长4010米,海拔3690米。(见彩图大瑶山铁路隧道施工) 中国铁路隧道约有半数以上分布在川、陕、云、贵4省。成昆、襄渝两条铁路干线隧道总延长分别为342及282公里，占线路总长比率分别为31.6和34.3。 隧道勘测为确定隧道位置、施工方法和支护、衬砌类型等技术方案，对隧道地处范围内地形、地质情况，和对地下水分布和水量等水文情况要进行勘测。 在隧道勘测和开挖过程中，须了解围岩类别。围岩是隧道开挖后对隧道稳定性有影响周围岩体。围岩分类是依次表明周围岩石综合强度。中国在1975年制订铁路隧道工程技术规范中将围岩分为 6类。相关岩石分类70年代以前常见泰沙基及普氏等岩石分类方法。70年代以后在国际上应用较广并为国际岩石力学学会推荐为巴顿等多种分级系统。另外，还有日本以弹性波速为主分类法。围岩类别确实定，为隧道工程设计合理和施工顺利提供了依据。 隧道设计包含隧道选线、纵断面设计、横断面设计、辅助坑道设计等。 选线依据线路标准、地形、地质等条件选定隧道位置和长度。选线应作多个方案比较。长隧道要考虑辅助坑道和运行通风设置。洞口位置选择要依据地质情况。考虑边坡和仰坡稳定，避免塌方。 纵断面设计沿隧道中线纵向坡度要服从线路设计限制坡度。因隧道内湿度大，轮轨间粘着系数减小，列车空气阻力增大，所以在较长隧道内纵向坡度应加以折减。纵坡形状以单坡和人字坡居多，单坡有利于争取高程，人字坡便于施工排水和出碴。为利于排水，最小纵坡通常为23。 横断面设计隧道横断面即衬砌内轮廓，是依据不侵入隧道建筑限界而制订。中国隧道建筑限界分为蒸汽及内燃机车牵引区段、电力机车牵引区段两种，这两种又各分为单线断面和双线断面。衬砌内轮廓通常由单心圆或三心圆形成拱部和直边墙或曲边墙所组成。在地质松软地带另加仰拱。单线隧道轨面以上内轮廓面积约为2732平方米，双线约为5867平方米。在曲线地段因为外轨超高车辆倾斜等原因，断面须合适加大。电气化铁路隧道因悬挂接触网等应提升内轮廓高度。中、美、苏三国所用轮廓尺寸为：单线隧道高度约为 6.67.0米、宽度约为4.95.6米；双线隧道高度约为7.28.0米，宽度约为8.810.6米。在双线铁路修建两座单线隧道时,其中线间距离须考虑地层压力分布影响,石质隧道约为2025米，土质隧道应合适加宽。 辅助坑道设计辅助坑道有斜井、竖井、平行导坑及横洞四种。斜井是在中线周围山上有利地点开凿斜向正洞坑道。斜井倾角通常在1827之间，采取卷扬机提升。斜井断面通常为长方形,面积约为814平方米。竖井是由山顶中线周围垂直开挖坑道，通向正洞。其平面位置可在铁路中线上或在中线一侧（距中线约20米）。竖井断面多为圆形，内径约为4.56.0米。平行导坑是距隧道中线1725米开挖平行小坑道，以斜向通道和隧道连接，亦可作未来扩建为第二线导洞。中国自1957年修建川黔铁路凉风垭铁路隧道采取平行导坑以来,在58座长3公里以上隧道中约有80修建了平行导坑。横洞是在傍山隧道靠河谷一侧地形有利之处开辟小断面坑道。 另外，隧道设计还包含洞门设计，和开挖方法和衬砌类型选择等。 隧道贯通控制测量隧道测量是为了确保测量中线和高程在隧道贯通面处偏差不超出要求限值。 中线平面控制长隧道以往多用三角网，短隧道多用导线法，借以控制中线偏差。自50年代以来，中国在 1公里以上长度隧道测量中采取导线法也能控制隧道贯通误差。光电测距仪出现和发展，处理了量距困难。山岭隧道洞外及洞内全部采取主副闭合导线法，即在主导线上测角并用光电测距仪量距，在副导线上只测角不量距。由主副导线所组成多边形，只平差其角度，不平差其长度。这么主副导线法比三角网法简单实用，比单一导线法可靠。中国大瑶山双线隧道即采取主副闭合导线法作为中线平面控制。 在隧道进行中线测量以前，就要考虑未来隧道打通后偏差数值。依据隧道长度和平面形状，在地形图上先行部署测点位置和估计贯通点，并在平面图上量出必需尺寸，再依据规范要求极限误差试算出测角和量距必需精度，然后进行测量。这个过程叫做测量设计或叫做隧道贯通误差估计4公里以下隧道中线贯通极限误差为100毫米;48公里隧道中线贯通极限误差为150毫米。 高程控制短隧道应用一般水平仪，长隧道应用精密水平仪即能确保需要达成精度。高程贯通极限误差为50毫米。 隧道开挖开挖方法分为明挖法和暗挖法。明挖法多用于浅埋隧道或城市铁路隧道，而山岭铁路隧道多用暗挖法。按开挖断面大小、位置分，有分部开挖法和全断面开挖法。在石质岩层中采取钻爆法最为广泛，采取掘进机直接开挖也逐步推广。在松软地质中采取盾构法开挖较多。 钻爆法在隧道岩面上钻眼，并装填炸药爆破，用全断面开挖或分部开挖等将隧道开挖成型施工方法。 钻爆法开挖作业程序包含钻孔、装药、爆破、通风、支护、装碴、运输等工序。 钻孔：要先设计炮孔方案，然后按设计炮孔位置、方向和深度严格钻孔。单线隧道全断面开挖，采取钻孔台车配置中型凿岩机，钻孔深度约为2.54.0米。双线隧道全断面开挖采取大型凿岩台车配置重型凿岩机，钻孔深度可达5.0米。炮孔直径约为 45厘米。炮孔分为掏槽孔（开辟临空面）、掘进孔（确保进度）和周围孔（控制轮廓）。 装药：在掘进孔、掏槽孔和周围孔内装填炸药。通常装填硝胺炸药，有时也用胶质炸药。装填炸药率约为炮眼长度6080，周围孔装药量要少些。为缩短装药时间,可把硝胺炸药制成长管状药卷,方便填入炮眼；也可利用特制装药机械把细粒状药粉射入炮孔中。 爆破：19世纪上半期以前用明火起爆。1867年美国胡萨克铁路隧道开始采取电力起爆。以后，电力起爆逐步推广。在全断面掘进中，为了减低爆破对围岩震动和破坏，并确保爆破效果，多采取分时间阶段爆破电雷管或毫秒雷管起爆。通常拱部采取光面爆破，边墙采取预裂爆破。近期发展非电引爆导爆索应用日益广泛。 施工通风：排出或稀释爆破后产生有害气体和由内燃机产生氮氧化物及一氧化碳,同时排除烟尘,供给新鲜空气，借以确保隧道施工人员安全和改善工作环境。通风可分关键系统和局部系统。关键系统可利用管道（直径通常为11.5米，也有更大）或巷道（平行导坑等），配以大型或中型通风机；局部系统多用小型管道及小型通风机。巷道通风多采取吸出式，将污浊空气吸出洞外，新鲜空气由正洞流入。新鲜空气不易达成工作面，须采取局部通风机补充压入。 施工支护：隧道开挖必需立即支护，以降低围岩松动，预防塌方。施工支护分为构件支撑和喷锚支护。构件支撑通常有木料、金属、钢木混合构件等，现在使用钢支撑者逐步加多。喷锚支护是20世纪50年代发展起来一个支护方法，其特点是支护立即、稳固可靠，含有一定柔性，和围岩密贴，能给施工场地提供较大活动空间。中国在部分老黄土隧道中应用喷锚支护也取得成功。喷射混凝土工艺分为干喷和湿喷。现多采取干喷法，立即干拌混凝土内掺入一定数量速凝剂，用压缩空气将混凝土由管内喷出。在喷口加水射到岩石面上，一次可喷35厘米厚度。在喷射混凝土中掺入部分钢纤维，或在岩面挂钢丝网可提升喷锚支护强度。钢锚杆安设在岩层面上钻孔内,其长度和间距视围岩性质而定,通常长度为25米，通常见树胶和水泥浆沿杆体全长锚固。在岩层很好地段仅喷混凝土即可得到足够支护强度。在围岩坚硬稳定地段也可不加支撑。在软弱围岩地段喷锚能够联合使用，锚杆应加长，以加强支护力。 装碴和运输：在开挖作业中，装碴机可采取多个类型，如后翻式、装载式、扒斗式、蟹爪式和大铲斗内燃装载机等。运输机车有内燃牵引车、电瓶车等，运输车辆有大斗车、槽式列车、梭式矿车及大型自卸汽车等。运输线分有轨和无轨两种。 由钻孔直到出碴完成称为一个开挖循环。依据中国经验，在单线全断面开挖中二十四小时能作两个循环，每个循环能进3.5米深度，每日单口进度可达7米。然而在开挖中难免碰到断层或松软石质和涌水等，不易保持每日估计循环，所以每个月单口实际进度多低于200米。中国成昆线蜜蜂箐单线隧道单口最高月进度曾达成 200米。日本大清水双线隧道单口最高月进度曾达成 160米。开挖循环作业特点是一个工序接一个工序必需逐项按时完成，不然前一工序推迟就会影响下一工序，所以拖长全部时间。其中最关键工序为钻孔及出碴，所用时间占全部作业时间百分比较大。 钻爆法开挖采取方法有全断面开挖法和分部开挖法。 全断面开挖法：一次开挖成型方法。通常采取带有凿岩机台车钻孔，用毫秒爆破，喷锚支护。还要有大型装碴运输机械和通风设备。全断面开挖法又演变为半断面法。半断面法是弧形上半部领先，下半部隔一段距离施工。 分部开挖法：先用小断面超前开挖导坑,然后,将导坑扩大到半断面或全断面开挖方法。这种方法关键优点是可采取轻型机械施工，多开工作面，各工序间拉开一定安全距离。缺点是工序多,有干扰,用人多。依据导坑在隧道断面位置分为：上导坑法、中央导坑法、下导坑法和由上下导坑相互配合多种方法，另有把全断面纵向分为台阶进行开挖，而各层台阶距离较短台阶法。 上导坑法适适用于软弱岩层、衬砌次序是先拱后墙，曾于18721881年为圣哥达隧道采取。中国短隧道通常见这种方法。中央导坑法是导坑开挖后向四面打辐射炮眼爆破出全断面或先扩大上半部。20世纪初美洲曾用这种方法，20年代美国新喀斯喀特隧道也用这种方法。下导坑法即下导坑领先方法。其中包含：a.上下导坑法，利用领先下导坑向上预打漏斗孔，便于开展上导坑等多工序平行作业。衬砌次序多用先拱后墙，遇围岩很好时亦可改为先墙后拱。b.漏斗棚架法，适适用于坚硬地层，以下导坑掘进领先，由下而上分层开挖，设棚架，先衬砌边墙后砌拱。19611966年在中国成昆线关村坝铁路隧道应用,1964年复工后取得平均单口月成洞152米进度。c.蘑菇形法，同漏斗棚架法类似，也设棚架，但先衬砌拱部后砌边墙。19711973年在枝柳线彭莫山单线隧道应用,取得平均单口月成洞132米进度。d.侧壁导坑法，两个下导坑领先，环形开挖，最终挖掉中心土体，衬砌次序为先墙后拱，多用于围岩很差双线隧道。也有采取上导坑领先及两个下导坑成品字形。更多相关题目： 全断面开挖法和分部开挖法是钻爆法开挖常见方法，但隧道施工很复杂，时常碰到多种困难情况，如大断层、流沙、膨胀地层、溶洞、大量涌水等，尚需采取对应方法。 盾构法采取盾构作为施工机具隧道施工方法。1825年在伦敦泰晤士河水下隧道首先试用盾构，并取得成功。以后，松软地质多采取盾构法开挖。盾构是一个圆形钢结构开挖机械，其前端为切口环，中间为支撑环，后端为盾尾。开挖时，切口环首先切入地层并能掩护工人安全地工作;支撑环是承受荷载关键部分,其中安设多台推进盾构千斤顶及其它机械；盾尾伴随上述两部分前进，保护工人安装铸铁管片或钢筋混凝土管片。盾构法适适用于松软地层，施工安全，对地层扰动少，控制围岩周围正确，极少超挖。日本丹那铁路隧道曾采取盾构法施工。 掘进机法在整个隧道断面上，用连续掘进联动机施工方法。早在19世纪50年代初，美国胡萨克隧道就试用过掘进机，但未成功。直到20世纪50年代以后才逐步发展起来。掘进机是一个用强力切割地层圆形钢结构机械，有多个类型。一般型掘进机前端是一个金属圆盘，以强大旋转和推进力驱动旋转，圆盘上装有数十把特制刀具，切割地层，圆盘周围装有若干铲斗将切割碎石倾入皮带运输机，自后部运出。机身中部有数对可伸缩支撑机构，当刀具切割地层时，它先外伸撑紧在周围岩壁上，以平衡强大扭矩和推力。掘进机法优点是对围岩扰动少,控制断面正确，无超挖,速度快，操作人员少。 隧道衬砌隧道开挖后，为使围岩稳定，确保运行安全，需按一定轮廓尺寸建造一层含有足够强度支护结构，这种隧道支护结构称为隧道衬砌。常见衬砌种类有就地灌注混凝土类、预制块拼装、喷锚或单喷混凝土、复合式衬砌。复合式衬砌是在喷锚或单喷支护以后，再就地灌注一层混凝土，形成喷锚支护同混凝土衬砌结合复合式衬砌结构。如遇有水地段可在两层支护间加挂一层塑料板或做其它防水层。 发展趋势在隧道工程中，喷锚支护有可能替换构件支撑。喷锚支护关键优点是支护立即,安全可靠,并能大量节省木材和钢材。欧洲部分国家在较弱地层大断面爆破后，采取长锚杆结合喷混凝土做支护，已取得成功。中国亦曾在老黄土隧道开挖中使用喷锚支护。自喷锚支护发展后，对较弱岩层也可进行全断面开挖，以全断面开挖替换分部开挖。 在岩石地层中采取全断面开挖及喷混凝土衬砌，其质量好坏首先取决于光面爆破。利用新奥法原理，考虑围岩本身承载能力，可在坑道爆破后尽早采取单喷或喷锚作早期支护，随即连续量测位移，判定围岩基础稳定时间，再进行二次支护，这么能够建成较经济衬砌结构。 现代高度竞争地下采矿和隧道工程要求成本集约，安全开凿和岩石加固等程序步骤。采矿机器设备必需安全可靠，并紧密跟随工业连续提升生产力和飞速发展经济步伐。掘进机开挖法正在不停研究改善，并生产出多种新机械,其应用有宽广前景。液压凿岩机不停更新完善,使隧道开挖进度大大提升。光电测量仪器和激光导向设备使用，使长隧道施工正确程度有所提升。现在，航空勘测、遥感技术、物探技术、岩层中应力应变量测技术、电子计算机技术等广泛应用，使隧道勘测设计技术水平也有很大提升。正确爆破技术，水平钻探技术和预灌浆技术不停提升，有可能提升隧道开挖过程安全性，并能确保隧道工程质量。 隧道防水技术分析1 序言 公路隧道虽起步较晚,但发展速度较晚,尤其在高等级公路建设中隧道所占比重较大。在已建成公路隧道中,渗水、漏水情况是存在,影响行车安全及洞内设施正常运转,也给行人带来不便,引发大家普遍关注公路长隧道内通风、照明、通讯及消防等现代化设施齐全,它们对防潮、防锈、绝缘方面全部有严格要求,以确保其设备正常运行和长久性能。车和人经过隧道全部需要有一个干燥、清洁通行环境,同时还要给人应有良好景观。所以,在公路隧道建设中,防水设计是十分关键。本着取长补短标准,本文对现在公路隧道防水技术成功经验及存在问题进行分析、探讨,以期对隧道工程技术人员有所启发。 2 公路隧道防水技术要求及现实状况 2.1 公路隧道防水技术要求 对于公路隧道防水,公路隧道设计规范(JTGD70-)Ell要求:隧道采取复合式衬砌时,在早期支护和二次衬砌之间应设置防水板及无纺布;隧道二次衬砌应满足抗渗要求,混凝土抗渗等级,在有冻害地段及最冷月份平均气温低于一15地域不低于S8,其它地域不低于S6;隧道二次衬砌施工缝、沉降缝、伸缩缝应采取可靠防水方法;围岩破碎、涌水易坍塌地段,宜向围岩内预注浆。 2.2 公路隧道防水技术现实状况 现在,中国公路隧道关键采取新奥法进行设计和施工。新奥法隧道防水关键有3种类型:一是从围岩结构和附着防水层着手,以防为主水密型防水;二是从疏水、泄水着手以排为主泄水型或引流自排型防水;三是防排结合混合型防水。 因为新奥法普遍应用,复合式衬砌成为目前公路隧道衬砌结构主流,它要求隧道防水设计层层把关,多道设防。简而言之,也就是做好3道防线,即围岩注浆堵水、防水层防水、衬砌加止水带防水。围岩注浆堵水通常采取超前小导管预注浆,以减小地下水渗透,并加强早期支护,形成第1道封闭防线;然后,铺设部分封闭或全封闭防水层,作为第2道防线;再施作含有一定抗裂、抗渗性能混凝土衬砌,同时对各类接缝作专门处理,如在沉降缝处选择中埋式橡胶止水带,施工缝处选择遇水膨胀止水条等。 3 隧道渗水、漏水关键原因 3.1 防排水材料质量差或选择不妥 现在中国防水材料门类齐全,品种和产量多,但关键以低端产品为主。近十几年来,中国国民经济发展快速,交通基础设施建设投资大幅增加,造成对防水材料旺盛需求。 不过多数企业不走质量取胜之路,降低成本,以降低产品质量为代价,影响防水工程质量。为了效益,有些厂家是既无人才,又无技术和设备,大搞造假或以次充好。 3.2 施工中防排水细部处理不好 早期隧道采取矿山法施工,需分部开挖,边开挖边衬砌,施工接缝多,衬砌受力后开裂,极难达成公路隧道防水要求。早期隧道设计还依靠一般混凝土本身防水,但对连接缝未加处理或处理不妥,致使衬砌施工缝等成为关键渗漏水处。有些隧道排水设施没有考虑防冻结、防围岩软化作用,造成排水边沟冻结,衬砌结构沉降。仅在衬砌漏水后采取背后注浆、表面压挤添缝等方法。 3.3 隧道围岩不稳定,衬砌开裂破坏防水层 隧道衬砌渗漏易发生在施工多种接缝处,这是因为衬砌混凝土在接缝处防水止漏设计不完善,施工质量不过关引发。有则是因为衬砌混凝土收缩产生裂缝所致。 3.4 防水板材料柔性不足 灌筑衬砌时流体混凝土所产生侧压力难以使防水板同早期支护四处紧贴。 4 预防隧道渗水、漏水对策 4.1 隧道防水方法 (1)衬砌自防水 衬砌自防水是以衬砌结构本身密实性实现防水功效一个防水方法,造价低、工序简单、施工方便。 隧道防水施工质量优劣是防水效果好坏关键,加强衬砌混凝土本身防水能力是增强隧道防水效果有效方法。我们不应过分依靠防水层作用而对衬砌混凝土自防能力有所忽略。防水混凝土除用于防水外,更关键是防渗(一般混凝土抗渗标号小于S1)。隧道和地下工程多为混凝土结构,中国外通常把结构自防水作为防水一个关键手段。所用防水混凝土抗渗等级不得低于s6。同时还应周密处理衬砌各部位接缝防水,尤其是现浇混凝土衬砌施工缝和变形缝,和预制混凝土衬砌管片接缝和注浆孔,这对确保衬砌防水质量更为关键。值得注意是,结构混凝土绝对不能以高强度混凝土替换防水混凝土,必需用防水混凝土。对于要求结构自防水隧道和地下工程。防水设计必需对混凝土施工严格管理,切实按规范和制订出具体工艺进行施工。 (2)防水板防水 设置防水板是确保隧道防水功效关键方法。实际施工中若防水板破损严重,就不能很好发挥其作用。故在张挂防水板前,要将凸凹不平围岩表面经过喷混凝土“填平补齐”。 (3)喷膜防水层 它是以丙稀酸盐为关键成份,加入氧化剂A和还原剂B制成,两种溶液在喷嘴内混合后,用喷射方法在喷混凝土面上形成含有防水和隔离功效薄膜。 (4)衬砌背后防水 对复合式衬砌,在早期支护和二次衬砌之间设置夹层防水层,防水材料常见合成树脂和合成橡胶、土工布聚合物制作防水薄膜和防水板。常见材质有2种:防水卷材关键有合成树脂类和合成橡胶类;防水涂料关键有改性沥青类和合成高分子类。 衬砌背后防水还可采取超前小导管注浆防水。现在常压浆材料有:水溶性聚氨脂、超细早强水泥。 (5)衬砌内面防水。衬砌内贴防水层关键方法有4种: 喷浆防水层,在一定压力下用机械把水泥砂浆直接喷射到衬砌内表面成型,防水砂浆通常分2层喷射; 喷射混凝土防水层; 砂浆抹面防水层,现在关键是采取特种水泥(双快、早强水泥)进行水泥浆抹面; 喷涂乳化沥青乳胶防水层,采取专用工具及压力设备进行喷射。 4.2 预防隧道漏水对策 对衬砌应周密设置施工缝、伸缩缝、变形缝结构和位置,采取对策关键有: (1)止水带,分为塑料止水带、橡胶止水带、复合止水带等; (2)遇水膨胀橡胶,关键有制品型和腻子型2种; (3)多种密封材料,关键是改性沥青密封材料和合成高分子密封材料。 4.3 隧道排水方法 (1)衬砌背后排水。在衬砌外面设置排水设施,应含有能够通畅地将衬砌背后涌水导入路基排水功效,其材质要能承受混凝土灌注时测压大约50kN/m,耐压强度7550kN/m以上材料。还要考虑堵塞可能,通水面积应比涌水量大3倍以上。所以,背后排水材料最好选择带孔洞树脂管。通常可经过盲沟、盲管(导水管)、暗沟来将水排出。 (2)衬砌内面排水。 (3)路基排水。是作为隧道排水末端排水设施,分为横向排水和中央排水。其中,把背后排水集中涌水导人中央排水沟连接部,称为横向排水。同时把这些涌水排出洞外排水叫做中央排水。 (4)路侧排水。 4.4 隧道堵水方法 可采取预注浆方法进行堵水,降低地下水渗透能力,降低隧道出水量。注浆止水方法关键有围岩内预压注浆、全断面预压注浆、裂隙注浆、喷射混凝土等。向衬砌后面压浆时应预防因压浆而堵塞衬砌背后排水设施。施工堵水方法有气压控制地下水、冻结法堵水及预注浆堵水等方法。 5 结束语 隧道防水是一个系统工程,要做好防水必需多道设防、层层把关,充足利用各道防线防水功效,确保每道防线防水效果。 隧道防水包含设计、材料、施工、管理等多方面,其中施工质量是关键。要认真对待,严把质量关,不应盲目追求施工进度而忽略施工质量。常见隧道火灾报警系统比较隧道火灾报警系统介绍 火灾报警系统关键是经过火灾探测器对物质燃烧过程中所产生多种物理、化学改变进行检测，从而能够早期发觉火情、降低火灾损失、保护人民生命财产安全。所以高速公路隧道火灾自动报警系统必需做到安全、可靠、优异，并含有高灵敏度和极低误报率特点。公路隧道不一样于通常房屋建筑，它有以下多个显著特征影响火灾检测正确性： 公路隧道中有大量汽车通行，尤其是车队经过时，其排放废气可使隧道内局部地段在短期内形成热浪； 当柴油车经过隧道上坡方向时其排放油烟可能在隧道内形成局部地段浓烟积聚； 因为隧道“烟囱”效应，使得隧道内自然风速往往较大，从而造成火灾报警点随风漂移，并延长报警时间。 所以，隧道火灾自动报警系统选择，应充足考虑隧道以上特征，采取成熟稳定技术和产品，综合考虑系统可靠性、经济性和稳定性。 现在常见隧道火灾自动探测器按检测原理可分为以下两类： 线性感温探测器，其关键产品有：线性定温电缆、线性差定温电缆(热敏合金线)、分布式光纤探测器：另外还有空气管差温探测器，该产品因为技术落后，现已不使用。 点型感光探测器，其关键产品是双波长火焰探测器、三波长火焰探测器； 多年来在云南省公路隧道火灾报警系统工程中，关键选择是火灾探测器包含线性差定温电缆(热敏合金线)、光纤和双波长火焰探测器三种，本文对这三种火灾报警系统进行了全方位比较，以供业内。隧道火灾报警系统比较 线性差定温电缆(热敏合金线) 探测器通常采取热敏合金线制成，经过探测回路阻抗改变，差温探测器能够适时检测到探测区域内升温速率改变差定温探测器同时还能响应环境温度额定值，含有差温和定温双重报警功效。 线性差定温火灾监测报警系统能立即、正确地反应出隧道内火灾发生地点，报警信号经火灾报警控制器传至消防管理计算机，并显示对应位置报警信息，同时可经摄像机图像进行确定，由计算机系统制订出对应控制交通方案。 分布式光纤温度探测报警系统 分布式光纤温度探测报警系统是一个集传感器测量技术、光通讯技术、消防报警技术为一体综合性系统。首先，它是一个用于实时测量、监视空间温度场分布传感器系统：其次，它又是一个特殊光纤通讯系统，在系统中光纤既是传输媒体也是传感媒体，利用光纤喇曼光谱效应，光纤所处空间各点温度场调制了光纤中传输光载波，经调制后，将空间温度场信息实时传送给主机并显示出来。另外，它又是一个消防报警系统，利用光纤光时域反射(Optical time domainreflection简称OTDR)技术，由光纤中光传输速度和背向光回波时间，对所测温度点定位，从而在火灾发生早期正确地探测到火灾发生地点并提供声、光报警信号。 双波长火焰探测器 探测器可捕捉火焰特有燃烧改变频率，捕捉火灾特有光谱分布特征，经过对通常照明用环境光光谱和车辆火灾或汽油火灾时检测器相对光谱比较，判定检测火灾。三种火灾自动报警系统在云南公路隧道中应用 自实施西部大开发以来，云南公路建设根据总体计划和长远目标，本着分段分期建设标准，关键改造国道干线公路和路网建设，掀起了公路建设高潮。据不完全统计，到现在为止，云南已建成通车、已贯通、正修建和处于设计阶段隧道达245座，总长达269公里。在机电设施设计中，提出了按救援水平和车辆数量分区段配置和之相匹配设备和分区段进行救援理论，增强了机电设施设置目标性，方便了救援。 隧道火灾自动报警系统在云南公路隧道使用含有以下特点： 1、云南省属高原山区，几乎每条高速公路全部有隧道，隧道长度不一。即使三种火灾自动报警系统是依据隧道长度和环境来选择最优方案，不过对于一条高速公路管理而言，假如一条高速公路有多个火灾自动报警系统，不利于以后日常维护和管理，所以在云南省每条高速公路采取三种火灾自动报警系统中一个。 2、就现在云南省高速公路隧道火灾自动报警系统建设情况来看，线性差定温电缆应用比较多，占全省已建成通车隧道90左右：受工程造价影响，双波长火焰探测器使用较少，全省仅两个隧道采取：分布式光纤温度探测器属于一个比较新产品，近期几条高速公路建设全部采取分布式光纤温度探测器。 3、综合三种火灾自动报警系统优缺点，分布式光纤温度探测器将会是一个新发展方向。 结论 以上三种火灾自动报警方案均可满足国家相关验收规范要求： 线性差定温电缆及分布式光纤温度探测器受隧道内自然风速影响大，在具体工程中，需对隧道自然环境作具体气象调查； 长度1 5Km以内高速公路隧道，线性差定温电缆性价比最高；长度在2 OKra左右隧道，线性差定温电缆和分布式光纤温度探测报警系统投资基础持平：在长度超出2.5Km隧道中，分布式光纤温度探测报警系统性价比优于线性差定温电缆； 对于大断面隧道、自然风速较高隧道，提议选择双波长火焰探测器：为避免出现检测盲区，探头宜50米交错部署； 隧道火灾报警系统响应时间对隧道防灾、救援有着不可估量影响。在火灾发生60秒内(火灾早期)发觉火灾实施合理防灾救灾管理预案，能够将火灾损失减到最小反之则会造成巨大生命财产损失和重大社会影响。所以在报警系统选择中，应将报警响应时间作为最关键指标。配合火灾报警系统，设计中还应考虑和通风、照明、闭路电视、广播、交通信号等系统联动控制，并制订防灾救灾预案，提升隧道防灾救灾能力。 隧道应急预案编制技术公路隧道事故偶然性大，极易造成交通中止和人员伤亡。秦岭终南山专长公路隧道全长18.02公里，火灾一旦发生，救援难度很大，除隧道管理机构外，还需大量外部单位配合，所以有必需建立一套行之有效隧道应急预案。 科学预案，需要有科学预案编制技术。然而现在中国